ZETES III Termik Santrali Betonarme Bacası

ZETES III Termik Santrali, Zonguldak'ta yer alan büyük ölçekli bir enerji yatırımıdır. SİBA, bu proje kapsamında 252 metre yüksekliğindeki çift çelik duman kanallı betonarme bacayı; tasarım, mühendislik, imalat ve montaj işleriyle birlikte anahtar teslim olarak üstlenmiştir. Bu vaka çalışması, yapının mühendislik bağlamını, tasarım esaslarını ve saha uygulama yöntemlerini bir arada ele almaktadır.

Proje Künyesi

• Konum: Zonguldak, Türkiye
• Yapı türü: Çift çelik duman kanallı betonarme baca (dış betonarme kabuk + iç çelik kanallar)
• Yükseklik: 252 metre
• Alt çap: 24,4 metre · Üst çap: 19,1 metre
• Taşıyıcı sistem: Konik betonarme kabuk (windshield)
• Kapsam: Tasarım, mühendislik, imalat ve montaj (anahtar teslim)

Mühendislik Bağlamı

252 metrelik yüksekliğiyle yapı, Türkiye'nin en yüksek çift çelik kanallı bacası ve dünya genelinde 250 metreyi aşan sınırlı sayıdaki baca arasında yer almaktadır. Bu ölçekteki endüstriyel bacalar, klasik bina mühendisliğinden ayrışan, narin (yüksek zayıflık oranına sahip) kabuk yapılar sınıfına girer. Bu sınıfta yapının davranışını statik yüklerden çok dinamik ve çevresel etkiler belirler; dolayısıyla tasarım, aerodinamik, termal ve sismik etkilerin bütünleşik biçimde değerlendirilmesini gerektirir.

Tasarım Esasları ve Yükleme

Bu sınıftaki yapılarda tasarımı yöneten başlıca etki rüzgârdır. Rüzgâr etkisi iki bileşende incelenir: rüzgâr doğrultusundaki (along-wind) sürükleme kuvvetleri ve rüzgâra dik doğrultudaki (across-wind), girdap kopması (vortex shedding) kaynaklı salınımlar. Narin bacalarda girdap kaynaklı titreşimler yorulma açısından belirleyici olabildiğinden, yapının doğal frekansları ve sönüm davranışı tasarımın ayrılmaz parçasıdır. Bunlara ek olarak öz ağırlık, deprem etkileri ve baca gazı ile dış ortam arasındaki sıcaklık farkından doğan termal gerilmeler tasarımda birlikte gözetilir.

252 metrelik bir baca yalnızca yüksek değildir; rüzgâr, sıcaklık ve deprem etkileri altında ömür boyu güvenli kalması gereken bütünleşik bir mühendislik sistemidir.

Çift Kanallı Sistemin Mantığı

Yapı, iki işlevi ayrıştıran bir prensip üzerine kuruludur: dıştaki betonarme konik kabuk taşıyıcı görevi üstlenirken, içteki iki çelik kanal baca gazını taşır. Bu ayrım, sıcak ve kimyasal olarak agresif baca gazının betonarme kabuğa doğrudan etkimesini önler; çelik kanalların betonarme kabuktan bağımsız olarak genleşmesine olanak tanır ve kanallar ile kabuk arasındaki halka boşluk, muayene ve bakım erişimi sağlar.

Konik Geometrinin Yapısal Gerekçesi

Yukarı doğru daralan konik kesit, mühendislik açısından bilinçli bir tercihtir. En büyük eğilme momentinin oluştuğu taban bölgesinde kesit en geniş (24,4 m), momentin azaldığı üst kotlarda ise daha dar (19,1 m) tutularak malzeme, iç kuvvet dağılımıyla uyumlu biçimde yerleştirilir. Bu geometri hem yüksekteki rüzgâr yükünü ve öz ağırlığı azaltır hem de devrilme momentine karşı gereken rijitliği verimli biçimde sağlar.

Konik Kayar Kalıp Yöntemi

Baca gövdesi, yaklaşık 33.000 m² konik kayar kalıp ile inşa edilmiştir. Kayar kalıp yöntemi, kalıbın kesintisiz olarak yukarı doğru kaydırılmasıyla derzsiz, monolitik bir gövde elde edilmesini sağlar. Konik bir gövdede kalıbın çapı yükseklik boyunca kademeli olarak daraltılmalıdır; bu da betonun priz hızı, kalıp kaydırma hızı ve kesit geometrisinin eşzamanlı ve hassas biçimde kontrol edilmesini gerektirir. Kesintisiz döküm, hem yapısal sürekliliği hem de uygulama hızını güvence altına almıştır.

Geometrik Kontrol ve Düşey Doğruluk

252 metrelik bir gövdede düşey doğruluk, tolerans yönetiminin en kritik başlığıdır. Kayar kalıbın ilerleyişi boyunca eksen kaçıklığını sınırlamak için sürekli ölçüm ve geri besleme uygulanır; oluşabilecek en küçük sapmalar erken aşamada düzeltilir. Kesit geometrisi tüm yükseklik boyunca disiplinli bir saha ölçümü ve uygulama yönetimiyle kontrol edilmiştir.

Çelik Kanallar ve Ağır Kaldırma

Yapının içindeki çift çelik duman kanalları sahada imal edilmiştir. Sahada kurulan geçici atölyede 1.300 tonun üzerinde çelik imalatı gerçekleştirilmiş; imalatlar kumlama ve boya işlemleriyle korozyona karşı korunmuştur. Ağır kaldırma operasyonları, senkronize ve kontrollü kaldırmaya olanak veren strand jack (halatlı kriko) sistemleriyle yürütülmüştür.

Dayanıklılık ve Emniyet

Yüksek endüstriyel yapılarda dayanıklılık ve emniyet, tasarımın ayrılmaz parçasıdır. Baca gazının taşındığı çelik kanallar ısıl ve kimyasal etkilere karşı seçilir; betonarme kabuk ise uzun servis ömrüne yönelik dayanıklı beton anlayışıyla tasarlanır. Yapı, havacılık mevzuatı uyarınca uçak ikaz boyası ve ikaz aydınlatması ile işaretlenmiş; yüksek yapılar için gerekli yıldırımdan korunma sistemleriyle donatılmıştır.

Kapsam

• 252 m çift kanallı betonarme baca
• 10 adet kül ve bottom ash silosu (düşey kayar kalıp)
• Saha ve liman bölgesindeki silo yapıları
• Proses ve yardımcı yapılar
• Uçak ikaz boyası, aydınlatma ve yıldırımdan korunma sistemleri

Sonuç

ZETES III, tasarımdan montaja kadar tüm süreci tek çatı altında yürütebilen bir mühendislik yaklaşımının somut örneğidir. Proje; narin betonarme kabuk tasarımı, konik kayar kalıp uygulaması, büyük ölçekli çelik imalat ve ağır kaldırma disiplinlerini tek bir anahtar teslim iş kapsamında birleştirerek SİBA'nın ağır sanayi ölçeğindeki referansları arasında yer alır.